基于模糊PID控制的四旋翼无人机设计

针对四旋翼飞行器姿态控制中存在强噪声干扰时平稳飞行控制变差的问题,提出了基于自适应模糊PID控制器的四旋翼飞行器快速平稳调节方法。在Matlab中运用该方法对四旋翼飞行器的飞行进行仿真,并与经典PID控制算法的控制结果进行对比。仿真结果表明,模糊PID控制器比常规PID控制器具有更优良的动态性能及鲁棒性。经过多次试验,该硬件设计性能可靠,能满足飞行器一系列稳定飞行的控制要求。     

基于自抗扰控制的典型RLC系统仿真研究

为有效解决二阶线性系统的时变参数与外部干扰的控制问题,提出采用自抗扰控制方法对系统进行鲁棒跟踪控制。以经典的串联RLC电路为研究对象,在考虑时变参数、外部干扰及其他不确定性因素的基础上,建立二阶系统模型;根据模型设计自抗扰控制器,其工作原理是通过扩张状态观测器实时观测系统扰动,进而补偿到自抗扰控制器中用以抑制扰动。应用Matlab进行系统仿真分析,验证了所设计控制器的有效性。     

两轮自平衡机器人的滑模控制方法研究

基于拉格朗日函数法建立了机器人的动力模型,并基于滑模控制方法设计了机器人的鲁棒控制器,实现了机器人的平衡、转向和行走等控制任务。滑模控制器是一种鲁棒控制方法,当进入滑模态后,控制能够保证机器人在外力干扰和参数变化等情况下依旧保持控制性能。通过MATLAB和ADAMS联合仿真环境,控制器的控制效果得到了验证,证明了所设计的控制方法是可行的,能够达到所要求的控制性能。     

基于神经网络PID的气垫船转艏角速度保持控制研究

为解决全垫升气垫船受风和惯性力影响较大,容易产生侧漂,其转艏角速度较常规船舶难于控制的问题,建立了全垫升气垫船的平面运动模型。设计了神经网络PID控制器,利用BP神经网络具有的任意非线性表达能力,通过对系统性能的学习,实现具有最佳组合的PID控制。对气垫船的转艏角速度控制进行仿真,并与常规PID控制效果进行对比,结果表明,在全垫升气垫船受风力干扰的情况下,神经网络PID控制器相比常规PID控制器在克服风力干扰方面控制效果更好。     

卫星运动补偿技术初步研究

在建立卫星姿态运动学方程与姿态动力学方程的基础上,设计了姿态控制器,仿真结果表明该控制系统具有较好的动态和稳态性能;结合有效载荷的两维伺服控制系统模型,提出了卫星运动补偿方案。使用高精度星敏感器与陀螺组合姿态确定的软件,在各种干扰力矩作用下,对卫星运动补偿进行了数学仿真。结果表明,该方案可以提高有效载荷光轴指向精度和指向稳定度。     

基于模糊PID位置控制器的研究

介绍了电液位置伺服控制系统的组成和工作原理.传统PID控制器在受到外界干扰时,容易导致过大的超调甚至引起震荡,从而使得系统的动静态性能变差.针对此问题,设计了结合PID控制和模糊控制优点的模糊PID控制器.在MATLAB/Simulink环境下进行仿真,结果表明,与传统的PID控制器相比,该方法改善了系统的动静态性能,同时也提高了控制系统的鲁棒性和抗干扰性.     

污水处理系统溶解氧的BP-PID控制算法

针对污水处理系统中溶解氧含量波动较大难以控制的问题,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器设计方法,并根据BP神经网络的结构和特点优化了控制器参数。基于BP神经网络的PID控制器能根据系统状态在线调整PID控制参数,使系统误差保持在较小范围内,且能使系统受到干扰时快速恢复到稳定状态。以溶解氧含量为控制对象,分别对常规PID控制器和基于BP神经网络的PID控制器进行了大量仿真研究。仿真结果表明：基于BP神经网络的控制系统具有较好的适应性和鲁棒性,其控制品质优于常规PID控制器。     

水轮机调速器模糊自适应PID参数整定方法

针对水轮机调节系统结构复杂、难以控制等问题,在传统PID控制的基础上,运用模糊理论提出了基于模糊自适应PID控制的水轮机调速器参数整定方案,以实现对系统进行实时、在线控制。在水轮机调节系统数学模型的基础上,根据PID 3个参数分别对系统性能产生的影响,完成了模糊自适应PID控制器的设计与Matlab环境下的程序编写。在系统处于不同频率扰动下,分别采用提出的模糊自适应控制方案和Ziegler Nichols算法进行仿真实验。结果表明,提出的模糊自适应控制方案是一种有效的水轮机调速器参数整定方法,相比Ziegler Nichols算法,该方案控制下的系统能获得更好的动态性能。     

厚度闭环的自抗扰控制

提出将自抗扰控制技术运用于测厚仪反馈型AGC系统,用来减弱厚度反馈时滞和外干扰给系统带来的不利影响。仿真结果证明基于该技术设计的控制器能有效地抑制干扰、减小时滞对板带出口厚度的影响,其控制性能优于常规的PID控制器,为提高带钢厚度的精度提供了一种新的解决办法。     

一种工业机器人轨迹跟踪的自适应切换控制方法（英文）

针对机器人系统易受外部干扰及内部参数变化影响的问题,以设计具有良好跟踪性能及优良控制品质、保证系统稳定性和鲁棒性的控制器为目标,提出了一种自适应切换控制方法.该控制方法在系统干扰有界的条件下获得,包括PD控制器和自适应切换2部分.应用李雅谱诺夫稳定性理论证明了所提控制方法既能够保证机器人的跟踪性能,也可以适应变化的未知负载.以二连杆机器人为被控对象的仿真研究表明,所提出的控制方法有效可行,对系统负载的变化具有一定的鲁棒性.     

反推自适应控制与滑模控制在交流伺服电机中的应用比较

针对AC伺服电机系统,在转矩及转动惯量变化情况下,对比反推自适应控制和滑膜控制两种方法在系统参数变化和阻力扰动的鲁棒性。仿真情况包括理想模型、摩擦力扰动、执行器饱和等。仿真结果表明反推自适应控制对系统变化具有很强鲁棒性,但是更容易受到执行器饱和影响;滑模控制方法更容易实现,但是在摩擦扰动存在情况下,振动式冲击难以消除。     

基于多体模型的EPS和ABS协调控制研究

针对汽车电动助力转向和防抱死制动系统在转弯制动工况中的相互干扰问题,建立7自由度整车模型和EPS多体动力学模型,设计了EPS和ABS两个子控制器以及具有上层协调控制功能的协调控制系统,采用PID控制方式,在Matlab/Simulink系统中,对EPS和ABS的单独控制和协调控制分别仿真,然后采用硬件在环实验验证,结果表明,采用协调控制后,汽车在转弯制动工况下的综合性能得到改善。     

具有分布时滞不确定中立型随机时滞系统的鲁棒H_∞控制

运用李亚普诺夫函数,设计所需状态反馈控制器,研究了具有分布时滞的中立型随机时滞系统的H∞控制,给出了H∞控制器存在的充分条件,使所得到的闭环系统均方渐近稳定,且满足所需要的H∞性能指标.     

四轮驱动混合动力电动汽车牵引力控制仿真

设计了四轮驱动混合动力电动汽车的构型,并根据其驱动特性制定了牵引力控制方式和协调控制策略,最后运用Matlab/Simulink对附着系数左右分离的特殊路面进行起步与全负荷加速仿真。仿真结果表明,四轮驱动混合动力电动汽车在牵引力控制系统作用下,其驱动性能得到明显的改善,且各控制器亦能根据不同路面和行车工况进行适当调节,保证了四轮驱动混合动力电动汽车的起步加速性、通过性和车身稳定性。     

Track-position and vibration control simulation for strut of the Stewart platform

Vibrations inherently generated by on-board disturbance sources degrade the performance of the instruments in an on-orbit spacecraft, which have stringent accuracy requirements. The Stewart platform enables both track-positioning and vibration control. The strut of the Stewart platform is designed as a piezoelectric (PZT) element in series with a voice coil motor (VCM) element and a viscoelastic element. The track-positioning system uses a VCM as the main positioning control driver and a PZT as the positioning compensator. The vibration control system uses the characteristics of struts including active and passive control elements to attenuate the vibration. Simulation results indicate that the Stewart platform with the designed struts has good performance in tracking and vibration attenuation with different interference waves.     

加权IAE自校正控制器

加权最小方差自校正控制器的性能指标本质上是ＩＳＥ准则．以ＩＡＥ准则为性能指标，提出了一种新的自校正控制器——加权ＩＡＥ自校正控制器，讨论了该自校正控制器的算法实现．为了使这种自校正控制器更加完善，在它的设计中采用了极点配置的思想．计算机仿真结果表明了这一新的自校正控制器的优越性．     

一种新型自动捆包机控制器的设计

为克服继电器作为控制器来控制捆包机执行机构动作时,自动化程度低、结构复杂、成本较高等不足,研究了基于C8051F020单片机的新型捆包机控制器,给出了控制器的硬件设计和软件设计。根据捆包机的工作过程,按照顺序控制的思想设计了执行机构的工作时序,并采用PWM脉宽调制的调节方式对加热头进行输出功率的控制。试验表明,研发的自动捆包机可自动完成聚带、热合、切断出带及自动停机功能,减轻了劳动强度,提高了自动化水平和准确率,达到预期效果。     

基于单片机的洗衣机自动化控制电路设计与仿真

单片机在家用电器上应用越来越广泛,根据洗衣机系统性能自动化需求,分析性能指标,设计出基于单片机为内核的洗衣机控制系统总体架构,分别设计出控制系统的硬件电路部分和软件部分,利用keil uvision和Proteus进行电路仿真,其结果满足出洗衣机性能自动化需求,实现一款基于单片机的洗衣机控制系统的设计和功能验证,同时对其他单片机控制系统设计具有借鉴作用。     

Control strategy of hybrid fuel cell/battery distributed generation system for grid-connected operation

This paper presents a control strategy of a hybrid fuel cell/battery distributed generation （HDG） system in distribution systems. The overall structure of the HDG system is given, dynamic models for the solid oxide fuel cell （SOFC） power plant, battery bank and its power electronic interfacing are briefly described, and controller design methodologies for the power conditioning units and fuel cell to control the power flow from the hybrid power plant to the utility grid are presented. To distribute the power between the fuel cell power plant and the battery energy storage, a neuro-fuzzy controller has been developed. Also, for controlling the active and reactive power independently in distribution systems, the current control strategy based on two fuzzy logic controllers has been presented. A Matlab/Simulink simulation model is developed for the HDG system by combining the individual component models and their controllers. Simulation results show the overall system performance including load-following and power management of the HDG system.     

Drivability improvements for a single-motor parallel hybrid electric vehicle using robust controls

For a single-motor parallel hybrid electric vehicle, during mode transitions （especially the transition from electric drive mode to engine/parallel drive mode, which requires the clutch engagement）, the drivability of the vehicle will be signifi- cantly affected by a clutch torque induced disturbance, driveline oscillations and jerks which can occur without adequate controls. To improve vehicle drivability during mode transitions for a single-motor parallel hybrid electric vehicle, two controllers are proposed. The first controller is the engine-side controller for engine cranking/starting and speed synchronization. The second controller is the motor-side controller for achieving a smooth mode transition with reduced driveline oscillations and jerks under the clutch torque induced disturbance and system uncertainties. The controllers are all composed of a feed-forward control and a robust feedback control. The robust controllers are designed by using the mu synthesis method. In the design process, control- oriented system models that take account of various parameter uncertainties and un-modeled dynamics are used. The results of the simulation demonstrate the effectiveness of the proposed control algorithms.